关于非开挖技术在供水管道施工中的应用

摘　要：随着连云港城市建设的快速发展，非开挖技术作为一种新型施工技术，被越来越多地应用在供水管道中。下文笔者主要探讨了非开挖技术施工技术，并深入地研究了其在供水管道中的应用，逐步善本城市的基层建设。

关键词：非开挖技术； 供水管道； 施工技术； 应用
0前言
　　非开挖技术是指通过导向、定向钻进等手段，在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，对地表干扰小，因此具有较高的社会经济效果。主要包括水平定向钻进、顶管、微型隧道、爆管、冲击等技术方法。
　　1 非开挖技术施工方法
　　1.1 导向钻管法的施工工艺
　　地质勘察穿越曲线设计———测量磁方位角———钻机就位——钻导向孔———扩孔———回拖———环境保护———地貌恢复
　　1.2 导向钻管法的工作原理
　　水平导向钻机的工作原理是：在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后在导向钻头后换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设工作管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。此工程根据地质情况计划采用分级扩孔，共分2 级扩孔，再回拖管线的方法，进行穿越施工。
　　1.3 设备就位、安装、调试
　　钻机就位前对机施工场地进行平整(20m×30m)，保证设备通行及进出场。设备及材料存放场地须高出自然地面不小于15cm，推平、碾压，并设断面不小于0．3m×0．3m 的边沟。打好轴线后，根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。
　　1.4 钻导向孔
　　钻导向孔的成功与否关键在于如何防止塌方的问题，故此在钻导向孔时按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，该工程中需加适量大分子聚合物及一些多功能处理剂，增加泥浆的粘度、降低泥浆的失水，使其性能控制在密度1．02-1．05g/cm。左右、粘度45-55s、失水10mL，以利于更好的保护孔壁，提高泥浆在孔洞中的悬浮携带能力。在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，从而可以防钻具粘卡。
　　1.5 预扩孔及磨孔
　　扩孔前要做好泥浆循环系统的准备工作，FDP-30 型导向钻机配套的泥浆系统工作性能，每小时的最大工作流量为5m3，则泥浆泵每一个工作日的最大循环流量为120m3，在入土点、出土点旁各开挖一个泥浆坑，并配有清运泥浆的专用设备。保证施工现场的清洁卫生，做到文明施工。
　　2 非开挖技术在供水管道施工中的应用
　　2.1 管道翻转内衬修复技术
　　供水管道在运营多年后， 会因老化使管道产生不同程度的损坏，引起地面塌陷及水污染的严重后果。把翻转内衬修复技术引用到供水管道的修复及紧急抢修中是一种很好的技术，其优点是：对交通和环境的影响较小；可以运用到建筑物下管道及过河管道的修复中；成本合理，较经济。管道翻转内衬技术的原理：内衬纤维软管在被树脂浸透后，用气压将软管翻转进入需修复的管道内，通过蒸汽等外部因素，使树脂固化将软管紧贴在原管内壁形成“管中管”的新型结构。
　　2.2 翻转内衬技术主要工序
　　2.2.1 初步检测
　　使用TV 检测设备初步检测，寻找管道需要修复的地方及检查管内内衬层的质量（注：发现缺陷后可在TV 检测设备后面的电缆上贴上醒目胶布标记，量出胶布标记位置与TV 视头之间的距离，这样即可对被修复的距离有一个准确的参数）。
　　2.2.2 清洗管道
　　用TV 检测机器初步检测后，若发现管内的依附物太多，则应进行管内清洗，理论上清洗到管内壁没有瘤块及污黏物即可。
　　2.2.3 预制内衬材料
　　确定相符管径内衬软管的长度，计算出树脂的用量，用真空吸气机抽空内衬管中的空气，将混合树脂倒入内衬软管中，再使用碾压机由慢到快将胶碾均匀，使树脂充分地渗入到内衬软管中。在该过程中，树脂的混合与搅拌很重要，一般树脂有A 和B 两种，掺和的比例通常为1∶1，搅拌均匀后产生的混合树脂才能具有较强的黏合力。根据型号的不同，树脂可以分为长时间固化树脂和短时间固化树脂。例如：型号T0530 树脂指的是操作时间为5h，固化时间为30min；型号T3008 树脂指的是操作时间为30min，常温固化时间为8h。一般情况下树脂固化时间长的不需要伴随加热处理。
　　2.2.4 翻转内衬软管
　　使用气压翻转机将已溶合了树脂的内衬软管翻转进入需修复的供水管道中，采用蒸汽加热或常温固化措施，使内衬软管紧密地贴在管道内壁。如果条件允许的话，在管道的两头分别安装温度测试器，在进热水口和出热水口进行测温监控。固化合格后，在内衬软管的两头装上内衬环，进一步保证内衬软管的粘贴质量。
　　2.2.5 管道翻转内衬
　　处理完成后，应进行水压试验，并进行冲洗及水质化验，合格后方可运行管道。对内衬材料的试验，以5mm×5mm 的孔为标准进行水压试验，内衬材料的最大承压应为1.6MPa。另外，一般翻转内衬技术的应用条件为：旧管损坏（不密封），裂缝宽度小于0.15mm 且是细长裂缝。
　　2.3 定向钻孔拖管技术
　　对于供水管线穿越江河渠道、建筑物等工程时，使用定向钻拖管技术可以不影响交通，并且施工周期较短，所以它的优越性越来越明显。
　　2.3.1 定向钻拖管技术基本原理
　　在不开挖地表的条件下，通过定向钻机按事先设计好的管线轨迹钻进钻头，并且通过导向仪检测控制，保证钻进的导向性和稳定性。然后进行回拖扩孔、泥浆护壁，待扩孔孔径达到终孔要求后，及时进行回拖管道施工。
　　2.3.2 定向钻拖管技术主要工艺
　　（1）收集拖管段沿线地下管线的原始资料，包括已有管线的管位、种类、埋深等；采样土质，通过实验确定该处土质是否满足施工要求。
　　（2）将设备定向钻就位，安装调试钻机及导向设备仪器。
　　（3）开挖入土端泥浆储运坑和出土端泥浆储运坑，按照地质构造选用合理的泥浆配比方案。
　　（4）钻进轨迹设计。考虑到地下障碍物及各种已有管线，设计出拖管管线的管位、深度、钻进角度、钻出角度及水平距离等数据，作为施工参数。
　　 （5）调试钻机运行正常后，开始导向孔的钻进施工，确保钻头的钻进方向与设计的轴线位置相一致，采用轻压慢转、循序渐进的方法，仔细复核各种参数，及时调试钻头方向。
　　（6）扩孔施工。导孔施工完成后，进行扩孔施工，边扩孔边打入泥浆，扩孔的孔径为拖管外径的1.2-1.5 倍。扩孔完成后，为防止钻孔塌陷及减少拖管摩擦而采用泥浆护壁， 也可在泥浆中添加适量的润滑剂，防止钻具粘卡。
　　（7）拖管材料的准备。拖管材料相对于自来水管
　　道施工，主要采用钢管与PE 管。其中钢管采用焊接连接，PE 管采用热熔连接，严格按照施工规范及设计要求连接管材，确保满足拖管工艺的强度要求。
　　（8）拖管。检查回拖系统是否安全可靠，检查钢丝绳、拉管头与工作管是否连接可靠牢固。回拖采用边打泥浆边旋转回拖的方法，拖进时连续作业，避免拖力增大。
　　3 结束语
　　总之，非开挖技术步骤清晰，施工效果好备受广大同仁的青睐。只有掌握非开挖技术，明确其应用范围，才能获得最大的经济效益和社会效益。
参考文献
1 徐海旭 ，非开挖钻进技术在供水管线施工中的应用《2010年全国给水排水技术信息网年会论文集》2010